Vse nas obkroža ogromno najrazličnejših naprav in na njih zasnovanih celotnih sistemov, ki v času svojega delovanja na tak ali drugačen način porabijo električni tok. Uveden je bil sam koncept električnega toka, da bi bil opis postopka njegovega poteka določen jasnost, ki je bila dosežena zaradi namenskega oblikovanja neposredne analogije s hidrodinamiko skozi pretok tekočine.
S kopičenjem znanja o elektriki se je pokazalo, da je pretok električnega toka predvsem gibanje elektromagnetnega polja vzdolž prevodnega medija, ki se zgodi pri hitrostih, ki niso preveč različne od hitrosti Sveta. V tem primeru se polje premika od točke z višjim potencialom v smeri točke z nižjim potencialom, tj. po klasični shemi od plus do minus.
Tudi premikanje nosilcev naboja, ki spremlja ta postopek, poteka, vendar z opazno manjšo hitrostjo. V različnih materialih poteka v različnih smereh.
Različice nosilcev naboja
Znano je, da nosilce naboja delimo na pozitivne in negativne. Negativne naboje imajo elektroni in ioni, med nosilci pozitivnega naboja prevladujejo ioni. Negativni naboji se pomikajo proti višjemu potencialu, pozitivni pa na nižji potencial. In v obeh primerih se v okolju pojavi električni tok.
Pojavi se klasična dvoumnost, ki se odpravi s konvencionalnim dogovorom. Na ravni postulata se predpostavlja, da tok vedno teče od plus do minus, ne glede na vrsto nabojev.
Gibanje nabojev v kovinah
Večina kovin pri temperaturah, ki so praktično pomembne za električno in žično komunikacijsko tehnologijo, je v trdnem stanju in v njih ni ionov.
Posledično je tok v trdnih prevodnih materialih določen z elektronsko vrsto prevodnosti, tj. prostih elektronov (slika 1), ki prevzamejo funkcije nosilcev naboja, v toku toka se premikajo v smeri, ki je nasprotna smeri toka, slika 2.
Elektrone v kovinah električno polje zlahka odtrga od svojih orbit, vzdolž katerih se vrtijo okoli atomov brez potencialne razlike. Tako se z nepomembno potencialno razliko tvori veliko število nosilcev naboja, t.j. kovine imajo relativno majhno električno upornost.
Gibanje nabojev v polprevodnikih
Polprevodniki so pri prevodnosti pri sobni temperaturi opazno slabši od kovin. Materiali, ki spadajo v to skupino, so razdeljeni na polprevodnike tipa n in tipa p. Polprevodniki n-tipa v normalnem stanju imajo presežek elektronov, pri prehodu na p-tip pa se to pokaže pomanjkanje elektronov, preostali pa se razmeroma enostavno premaknejo iz enega dovoljenega položaja v atomih v drugo. Slednje je enakovredno gibanju pozitivnih nabojev.
Značilnost polprevodnikov je, da se njihova prevodnost z naraščanjem temperature močno poveča: zaradi šibke vezi z atomi, ko ta narašča, se število nevezanih elektronov bistveno spremeni.
Tako lahko smer gibanja nabojev v polprevodnikih sovpada s smerjo toka toka (p-tip) in je v nasprotju z njo (n-tip).
Gibanje nabojev v tekočinah in plinih
Značilnost tekočin in plinov je, da so ioni v njih nosilci naboja. Lahko so bodisi pozitivni (kationi) bodisi negativni (anioni), slika 3. Skladno s tem, kadar prevladujejo negativni kationi, se premikajo "proti toku", medtem ko se pozitivni kationi gibljejo "vzdolž toka".